Menschliches Proteom komplett kartiert

20‘300 – diese Zahl muss sich merken, wer einerseits mit dem menschlichen Genom und ab sofort auch dem menschlichen Proteom arbeiten will. Denn so viele Proteine haben Forscher des Institute for Systems Biology (IBS) in Seattle und der ETH Zürich aus der Gruppe von Professor Ruedi Aebersold mit verschiedenen massenspektrometrischen Methoden erfasst, bestimmt und die Daten als Referenz in eine Datenbank einfliessen lassen. Die Forscher bezeichnen diese als „Gold-Standard-Referenz“.

Landkarte soll Forschung beschleunigen

«Diese Referenzdatenbank stellen wir nun allen Biologen und Biologinnen zur weiteren Forschung zur Verfügung», erklärt Aebersold und fügt an: «So wie damals die Daten des menschlichen Genoms aus dem ‚Human Genome Project‘ ebenfalls allen interessierten Fachleuten offen gelegt wurden.» Die Forscher machen ihre Daten über den so genannten „ISB/ETH SRMAtlas“ zugänglich. Diese Datenbank ist Teil des Peptidatlas‘, den die beiden Institutionen in den letzten Jahren entwickelt haben (http://www.peptideatlas.org). Die Wissenschaftler präsentieren ihre Daten erstmals an der 9. Weltjahreskonferenz der „Human Proteome Organization“ (HUPO), die zurzeit in Sydney stattfindet.

Die Proteom-Daten erlauben es Forschern, Anzahl und Art der Proteine in einer beliebigen biologischen Probe mittels verschiedener massenspektrometrischer Messungen zu bestimmen. Dies ist eine wichtige Entwicklung, welche die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Proteomik stark verbessern wird. Die Forscher erhoffen sich, dass dadurch sowohl die Grundlagen- als auch die angewandte Forschung stark beschleunigt wird. «Die effektive Bedeutung wird das Projekt jedoch dadurch erhalten, wie stark die bereitgestellten Ressourcen von Wissenschaftlern genutzt werden», erklärt der Professor für Systembiologie. Sie hätten eine Art Landkarte geschaffen, die es anderen erlaube, das Proteom effizienter zu erforschen.

Seltene Proteinspezies aufspüren

Die grösste Schwierigkeit bestand für die Wissenschaftler darin, die seltenen Proteinspezies aufzuspüren und Spektren von ihnen zu erhalten. Diese Schwierigkeit umgingen sie, indem sie Fragmente solcher Proteine synthetisch herstellten und danach die Messungen an diesen Kunstprodukten durchführten. Diese Spektren dienen nun als „goldener Standard“, um die entsprechenden Proteine in einer beliebigen Probe zu entdecken.

Am Projekt beteiligt waren Mitarbeiter von Ruedi Aebersold am Institut für molekulare Systembiologie an der ETH Zurich und verschiedene Vertreter des ISB, das Aebersold mitbegründet hat. Das Projekt des Proteom-Atlas wurde einerseits finanziert über Gelder, die das ISB vom US National Health Institute erhielt. Ruedi Aebersold erhielt andererseits einen ERC Advanced Grant in Proteomik in der Höhe von 2,4 Mio Euro, die während fünf Jahren ausgeschüttet wurden.